La skin elettronica di nuova concezione fa avanzare la robotica umanoide
I progressi nella pelle artificiale o elettronica sono fondamentali per la creazione di robot umanoidi, poiché la pelle fornisce a noi umani il senso del tatto, la capacità di rilevare la temperatura e il dolore e molti altri aspetti importanti della vita. Il corpo umano ha recettori tattili situati nella pelle, che è ciò che ci consente di convertire la temperatura o gli stimoli meccanici in segnali elettrici per il cervello.
È estremamente difficile replicare queste capacità nella pelle elettronica e le versioni odierne sono in grado di rilevare solo il movimento o la temperatura separatamente. Non ci deve ancora essere nessuno che possa fare entrambe le cose contemporaneamente come la pelle umana, fino ad ora.
Pelle elettronica ionica multimodale
Un gruppo di ricerca presso la Stanford University ha sviluppato una nuova pelle multimodale ionica elettronica in grado di fare proprio questo. Applicando proprietà speciali dei conduttori ionici, il team è stato in grado di creare strutture semplici che consentono alla pelle elettronica di misurare la temperatura e la stimolazione meccanica allo stesso tempo.
Il team comprendeva il professore POSTECH Unyong Jeong e il dottor Insang You del Dipartimento di scienza e ingegneria dei materiali, nonché il professor Zhenan Bao. I risultati sono stati pubblicati su Science il 20 novembre.
Prima di questo sviluppo, la pelle elettronica spesso soffriva di grandi errori nella misurazione della temperatura quando venivano applicati stimoli meccanici. Il team ha guardato alla pelle umana come fonte di ispirazione e ha creato il sensore con gli elettroliti, poiché sono responsabili di dare alla pelle umana la capacità di allungarsi liberamente senza rompersi. Il materiale del conduttore ionico che contiene elettroliti può avere proprietà misurabili diverse a seconda della frequenza di misurazione.
Attraverso tutto questo, il team ha sviluppato un recettore artificiale multifunzionale in grado di misurare simultaneamente una sensazione tattile e la temperatura. Il team è stato in grado di ricavare il tempo di rilassamento della carica e la capacità normalizzata, che sono due variabili che possono misurare temperatura e movimenti senza rispondere all’altra.
Il recettore artificiale di nuova concezione ha molti potenziali usi commerciali, poiché può misurare con precisione la temperatura dell’oggetto applicato e il profilo di deformazione su stimoli esterni.
Pelle umanoide
Per quanto riguarda la pelle elettronica ionica multimodale, potrebbe essere applicata a sensori di temperatura indossabili o skin robot per renderli più umanoidi.
Il dottor Insang You è il primo autore della ricerca.
“Quando un dito indice tocca una pelle elettronica, la pelle elettronica rileva il contatto come un cambiamento di temperatura e quando un dito spinge la pelle, la parte posteriore dell’area di contatto si allunga e la riconosce come movimento”, hai detto. “Sospetto che questo meccanismo sia uno dei modi in cui la pelle umana reale riconosce stimoli diversi come la temperatura e il movimento.”
Jeong era l’autore corrispondente.
“Questo studio è il primo passo per aprire la porta alla ricerca elettronica multimodale sulla pelle utilizzando elettroliti”, ha detto Jeong. “L’obiettivo finale di questa ricerca è creare una pelle elettronica ionica artificiale che simuli recettori tattili e neurotrasmettitori umani, che aiuteranno a ripristinare il senso del tatto nei pazienti che hanno perso la sensazione tattile a causa di malattie o incidenti”.
